С 12-й серии (с 97-й машины) на истребителе предусмотрели подвеску восьми реактивных снарядов РС-82. При этом существовало опасение, что деревянная обшивка крыла может пострадать от воздействия струй раскалённых газов. Поэтому сначала попробовали установить снизу тонкую металлическую обшивку, затем начали экспериментировать с огнеупорным полотном. В сентябре 1941 г. в НИИ ВВС завершились испытания доработанного ЛаГГ-3 4-й серии с восемью реактивными снарядами РС-82 под крылом. По сравнению с истребителем № 3121715, этот самолёт за счёт вооружения потяжелел на 220 кг. Увеличение аэродинамического сопротивления и веса машины повлекли за собой ухудшение лётных данных. Так, скорость в зависимости от высоты снизилась на 30–36 км/ч, потолок — на 300 м, хотя на скороподъёмность дополнительное вооружение почти не повлияло. В то же время, как говорилось в отчёте об испытаниях, «при испытаниях выявлена равноценная стойкость предохранительного покрытия нижней поверхности отъёмных частей крыла, как огнеупорным полотном, так и дюралевым листом 0,5 мм толщиной». Это обстоятельство позволило отказаться от металлической обшивки, кстати, закрывавшей собой посадочную фару.

На последующих сериях ЛаГГ-3 предусматривали подвеску не восьми, а шести РС-82. Надо сказать, что реактивное вооружение вообще не получило на этих истребителях широкого распространения.

ЛаГГ-3 7-й серии завода № 21.

Варианты подвески вооружения под крылом на ЛаГГ-3, начиная с 97-й машины 12-й серии.

ЛаГГ-3 № 213191, выпущенный заводом № 31. Это один из девяти самолётов, изготовленных по заказу морской авиации с подвесными бензобаками ПСБ-100 на замках МДЗ-40, сентябрь 1941 г.

Открытый хвостовой люк на самолёте 7-й серии.

Упомянутый выше самолёт имел ещё одно интересное отличие. В фюзеляже, по инициативе и при непосредственном участии НИИ ВВС (прежде всего техника-испытателя И. В. Жулева), за кабиной пилота сделали люк. Задуманный для перевозки грузов весом до 80 кг, облегчения осмотра, а также ремонта внутрифюзеляжных коммуникаций, в годы войны он послужил и на ином поприще. Размеры люка позволяли свободно забраться в фюзеляж человеку; последнее обстоятельство уберегло от плена многих лётчиков, сбитых над территорией противника и вывезенных оттуда товарищами.

Испытания в ЛИИ в сентябре другого серийного истребителя показали, что скорость, по сравнению с опытным образцом, снизилась на 51 км/ч. Возник вопрос — каковы же основные причины этого? Самолёт № 31211062 подвергли специальной доработке, внеся много мелких изменений, улучшающих аэродинамику и работу мотоустановки. В октябре 1941 г. лётчик-испытатель Шемятинков облетал эту машину. При полётном весе 3117 кг, с убранным костылём и полностью закрытым водорадиатором на высоте 4960 м на этом самолёте получили скорость 580 км/ч, а время набора 5000 м — 6,7 мин. Для серийных ЛаГГ-3 выпуска 1941 г. это были наилучшие показатели. Большинство опробованных на самолёте № 31211062 новинок решили постепенно внедрить в серию. Но несмотря на все старания конструкторов, ЛаГГ-3 продолжал уступать по лётным данным как истребителям противника, так и яковлевскому Як-1, поступавшему в ВВС во всё больших количествах.

При этом качество серийной продукции продолжало ухудшаться. Место квалифицированных рабочих заняли женщины и подростки. Остро не хватало материалов, полуфабрикатов и различных элементов оборудования и вооружения. Падало качество комплектующих, поставлявшихся смежными предприятиями. Всё это сказывалось на лётных данных истребителей.

Контрольные испытания, проведённые весной 1942 г. в НИИ ВВС, показали, что хотя полётный вес машины № 3121232, укомплектованной только пушкой ШВАК и пулемётом БС, уменьшился на 230 кг, максимальная скорость снизилась до 539 км/ч.

Планер ЛаГГ-3, проектировавшийся в расчёте на мощный мотор М-106, был слишком тяжёл для М-105П. Самолёту явно не хватало тяговооружённости. Несоответствие взлётного веса самолёта мощности двигателя М-105 проявилось уже в первых полётах, и коллектив конструкторского бюро делал всё возможное, чтобы привести в соответствие машину и её мотоустановку. С одной стороны, искали пути облегчения планера, с другой — изучали возможности монтажа альтернативных двигателей. В плане опытных работ завода № 21 на 4-й квартал 1941 г. значились два истребителя с моторами М-107П, самолёты с нагнетателем Трескина и высотной кабиной, а также вариант ЛаГГ-3 со звездообразным мотором воздушного охлаждения М-82, разработанный под руководством М. И. Гудкова.

Машина с двигателем М-107П должна была иметь посадочную скорость 140 км/ч, максимальную — не ниже 660 км/ч на высоте 6000 м; время набора высоты 5000 м — 5,5 мин, практический потолок — 11 000 м и дальность — 1000 км. Кроме пушки калибра 23 мм, в состав вооружения планировалось включить по паре пулемётов БС и ШКАС.

Первый опытный образец самолёта с двигателем М-107П построили ещё во 2-м квартале 1941 г., но лишь 8 августа приказом НКАП лётчиком-испытателем этой машины назначили Г. А. Мищенко. До конца года успели определить лётные характеристики до высоты 4500 м. С оснащением ЛаГГ-3 мотором М-107 явно поторопились, поскольку двигатель работал в очень напряжённом тепловом режиме, а для его охлаждения не хватало площади ни водяных, ни масляных радиаторов. Более того, обнаружился задир поршней и ряд других дефектов самого мотора. К лету 1942 г. стало ясно, что двигатель ещё нужно доводить, и все работы по установке М-107 на самолёты отложили до лучших времён.

ЛаГГ-3 29-й серии завода № 21 с подвесными баками.

ЛаГГ-3 29-й серии с мотором М-105ПФ на испытаниях в мае 1942 г.

Постройку ЛаГГ-3 с высотной кабиной прекратили в связи с эвакуацией завода № 482, который должен был её изготовить, а вот двухскоростной нагнетатель Трескина действительно установили на самолёт и облетали в 1-м квартале 1942 г. В ходе заводских испытаний нагнетатель заменили на трёхскоростной типа Э-42А, успев снять лётные характеристики лишь на двух его скоростях.

Сразу после начала войны планы всем заводам резко увеличили. При этом реально основная тяжесть легла на горьковский завод № 21. С сентября 1941 г. началась эвакуация предприятий из Ленинграда и Таганрога. Завод № 23 при этом был поглощён другим, и изготовление ЛаГГ-3 с сентября прекратил. Из Таганрога оборудование и рабочих перебросили в Тбилиси, но требовалось время для развёртывания производства. В Новосибирске параллельно с ЛаГГ-3 делали Як-7. Так что все эти предприятия, по сравнению с горьковским заводом, вносили очень небольшой вклад в поставки самолётов фронту. Завод № 21 на некоторое время стал вообще самым мощным предприятием в стране по выпуску истребителей. До конца 1941 г. он сдал 1445 ЛаГГ-3. Среди них 20 самолётов были вооружены пушками АП-37 (Ш-37) калибра 37 мм и ещё пять — различными пушками меньшего калибра, включая МП-6, ВЯ-23 и опытную пушку конструкции Салищева — Галкина. В единственном экземпляре построили двухместный пассажирский ЛаГГ-3 (№ 312129).